数据结构单链表之链表插入 | 第三套

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我们在上一篇文章中介绍了链表。还创建了一个具有 3 个节点的简单链表并讨论了链表遍历。 本文中讨论的所有程序都考虑以下链表表示。

// 一个链表节点
class Node
{
	public:
	int data;
	Node *next;
};

在这篇文章中，讨论了在链表中插入新节点的方法。可以通过三种方式添加节点 
1) 在链表的前面 
2) 在给定节点之后。 
3) 在链表的末尾。

在前面添加一个节点：（4 步过程）  
新节点总是添加在给定链表的头部之前。并且新添加的节点成为链表的新头。例如，如果给定的链表是 10->15->20->25 并且我们在前面添加了一个项目 5，那么链表就变成了 5->10->15->20->25。让我们调用添加在列表前面的函数是 push()。push() 必须接收一个指向头指针的指针，因为 push 必须将头指针更改为指向新节点

以下是在前面添加节点的 4 个步骤。

/* 给定一个指向列表头部的引用（指向指针的指针）和一个 int，在列表的前面插入一个新节点。 */
void push(Node** head_ref, int new_data)
{
	/* 1. 分配节点 */
	Node* new_node = new Node();

	/* 2. 放入数据 */
	new_node->data = new_data;

	/* 3. 将新节点的下一个作为头 */
	new_node->next = (*head_ref);

	/* 4. 移动头部指向新节点 */
	(*head_ref) = new_node;
}

push() 的时间复杂度是 O(1)，因为它做的工作量是恒定的。
在给定节点之后添加一个节点：（5 个步骤过程）  
我们得到一个指向节点的指针，在给定节点之后插入新节点。

// 给定一个节点 prev_node，在给定的 prev_node 后面插入一个新节点
void insertAfter(Node* prev_node, int new_data)
{

	// 1. 检查给定的 prev_node 是否为 NULL if (prev_node == NULL)
	{
		cout << "给定的前一个节点不能为 NULL";
		return;
	}

	// 2. 分配新节点
	Node* new_node = new Node();

	// 3.放入数据
	new_node->data = new_data;

	// 4. 将新节点的下一个设为 prev_node 的下一个
	new_node->next = prev_node->next;

	// 5.将 prev_node 的下一个移动为 new_node
	prev_node->next = new_node;
}

insertAfter() 的时间复杂度是 O(1)，因为它做的工作量是恒定的。

最后添加一个节点：（6 步过程） 
新节点总是添加在给定链表的最后一个节点之后。例如，如果给定的链表是 5->10->15->20->25 并且我们在最后添加了一个项目 30，那么链表变成了 5->10->15->20->25- > 30。 
由于链表通常由它的头部表示，我们必须遍历链表直到最后，然后将倒数第二个节点更改为新节点。

以下是最后添加节点的 6 个步骤。

// 给定一个指向列表头部的引用（指向指针的指针）和一个 int，在末尾附加一个新节点
void append(Node** head_ref, int new_data)
{

	// 1. 分配节点
	Node* new_node = new Node();

	//在步骤 5 中使用
	Node *last = *head_ref;

	// 2. 放入数据
	new_node->data = new_data;

	// 3. 这个新节点将是最后一个节点，所以将它的 next 设为 NULL
	new_node->next = NULL;

	// 4. 如果链表为空，则以新节点为头
	if (*head_ref == NULL)
	{
		*head_ref = new_node;
		return;
	}

	// 5. else 遍历到最后一个节点
	while (last->next != NULL)
		last = last->next;

	// 6. 更改最后一个节点的下一个
	last->next = new_node;
	return;
}

append 的时间复杂度为 O(n)，其中 n 是链表中的节点数。由于从头到尾有一个循环，该函数执行 O(n) 工作。 
通过保留一个指向链表尾部的额外指针/

下面是一个完整的程序，它使用上述所有方法来创建一个链表。

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
class Node
{
	public:
	int data;
	Node *next;
};

void push(Node** head_ref, int new_data)
{
	Node* new_node = new Node();
	new_node->data = new_data;
	new_node->next = (*head_ref);
	(*head_ref) = new_node;
}
void insertAfter(Node* prev_node, int new_data)
{
	if (prev_node == NULL)
	{
		cout<<"给定的前一个节点不能为 NULL";
		return;
	}
	Node* new_node = new Node();
	new_node->data = new_data;
	new_node->next = prev_node->next;
	prev_node->next = new_node;
}
void append(Node** head_ref, int new_data)
{
	Node* new_node = new Node();

	Node *last = *head_ref; 
	new_node->data = new_data;

	new_node->next = NULL;

	if (*head_ref == NULL)
	{
		*head_ref = new_node;
		return;
	}
	while (last->next != NULL)
		last = last->next;
	last->next = new_node;
	return;
}
void printList(Node *node)
{
	while (node != NULL)
	{
		cout<<" "<<node->data;
		node = node->next;
	}
}
int main()
{
	Node* head = NULL;
	append(&head, 6);
	push(&head, 7);
	push(&head, 1);
	append(&head, 4);
	insertAfter(head->next, 8);
	
	cout<<"创建的链表是：";
	printList(head);
	
	return 0;
}

输出：

 创建的链表是：1 7 8 6 4

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